关于玻璃纤维增强聚合物复合材料压缩蠕变行为的实验与有限元表征研究

《Polymer Composites》：Experiment and Finite Element Characterization on the Compressive Creep Behavior of Glass-Fiber Reinforced Polymer Composites

GFRP复合材料具有优异机械性能、轻质、绝缘和耐腐蚀性，其力学特性受基体材料和加工工艺影响显著。本研究通过实验与宏观、微观有限元分析，系统研究了单向GFRP复合材料在0°、15°、30°和90°偏轴压缩下的蠕变行为，并成功校准统一蠕变应变预测模型，验证了宏观与微观模型预测的有效性。

　　

摘要

玻璃纤维增强聚合物（GFRP）复合材料具有诸多优点，包括卓越的机械性能、轻质特性、优异的绝缘性能和抗腐蚀性。GFRP的机械性能受到其组成材料和加工技术的显著影响。本文通过实验研究结合宏观和微观有限元分析（FEA），探讨了单向GFRP复合材料在偏轴压缩条件下的蠕变行为。实验在0°、15°、30°和90°方向的GFRP层板上进行，应力水平共设置了七个不同值。统一蠕变应变预测模型（UCSPM）的相关参数经过校准。研究人员建立了一个GFRP层板的宏观有限元模型（FEM），并使用UMAT子程序来表征其偏轴非线性及蠕变行为。此外，还基于均质化理论建立了一个代表性体积元素（RVE）模型。通过校准组成材料的静态和蠕变参数，成功预测了GFRP层板在微观尺度上的静态及蠕变行为。宏观和微观有限元模型的模拟结果与理论预测高度吻合。

利益冲突

作者声明不存在任何利益冲突。